数据结构-PHP经过 Array 类对象实现 '队列'

这篇文章是展现如何使用PHP语言实现队列(Queue)这种数据结构，Queue也是一种线性结构，相比 Array 而言，Queue 对应的操做是 Array 的子集，只能从一端(队尾)添加元素，也只能从另一端（队首）取出元素，是一种 First In First Out(FIFO)，即 先进先出 的结构。

1.ArrayStruct 类

<?php
/**
 * 数据结构-数组的实现
 * Class ArrayStruct
 */
class ArrayStruct
{
    //用于存放数据
    protected $data = [];
    //用于标记数组大小
    protected $size = 0;
    //用于标记数组的容量
    protected $capacity = 10;
    /**
     * 构造函数 定义数组容量
     * ArrayStruct constructor.
     * @param int $capacity
     */
    public function __construct(int $capacity = 10) {
        $this->capacity = $capacity;
    }
    /**
     * 获取数组元素个数
     * @return int
     */
    public function getSize(): int {
        return $this->size;
    }
    /**
     * 获取数组的容量
     * @return int
     */
    public function getCapacity(): int {
        return $this->capacity;
    }
    /**
     * 判断数组是否为空
     * @return bool
     */
    public function isEmpty(): bool {
        return $this->size == 0;
    }
    /**
     * 向数组指定位置插入元素
     * @param int $index
     * @param $e
     * @throws Exception
     */
    public function add(int $index, $e): void {
        if ($this->size == $this->capacity) {
            $this->resize(2); //扩大到原来的2倍
        }
        if ($index < 0 || $index > $this->size) {
            echo "添加位置超出数组大小";
            exit;
        }
        //为了方便理解，[1,2,4,5,6],假设 $index = 3; $e = 100,插入以后[1,2,4,100,5,6]
        for ($i = $this->size; $i >= $index; $i--) {
            $this->data[$i] = $this->data[$i - 1];
        }
        $this->data[$index] = $e;
        $this->size++;
    }
    /**
     * 向数组末尾添加元素
     * @param $e
     * @throws Exception
     */
    public function addLast($e): void {
        $this->add($this->size, $e);
    }
    /**
     * 向数组开头插入元素
     * @param $e
     * @throws Exception
     */
    public function addFirst($e): void {
        $this->add(0, $e);
    }
    /**
     * 获取 index 位置数组元素
     * @param int $index
     * @return mixed
     */
    public function get(int $index) {
        if ($index < 0 || $index > $this->size) {
            echo "index值超出元素的位置范围，";
            exit;
        }
        return $this->data[$index];
    }
    /**
     * 获取数组末尾元素
     * @return mixed
     */
    public function getLast() {
        return $this->get($this->size - 1);
    }
    /**
     * 获取数组开头元素
     * @return mixed
     */
    public function getFirst() {
        return $this->get(0);
    }
    /**
     * 判断数组中是否存在某个元素
     * @param $e
     * @return bool
     */
    public function contains($e): bool {
        for ($i = 1; $i < $this->size; $i++) {
            if ($this->data[$i] == $e) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    /**
     * 查某个元素在数组的位置索引值，若不存在则返回 -1
     * @param $e
     * @return int
     */
    public function find($e): int {
        for ($i = 0; $i < $this->size; $i++) {
            if ($this->data[$i] == $e) {
                return $i;
            }
        }
        return -1;
    }
    /**
     * 删除数组指定位置元素，返回删除元素的值
     * @param $index
     * @return mixed
     */
    public function remove($index) {
        if ($index < 0 || $index > $this->size) {
            echo "index值超出元素的位置范围，";
            exit;
        }
        $e = $this->data[$index];
        for ($i = $index; $i < $this->size - 1; $i++) {
            $this->data[$i] = $this->data[$i + 1];
        }
        $this->size--;
        $this->data[$this->size] = null;  //loitering objects ! =memory
        /** 若当前数组大小，小于容量的一半，则从新分配一半的数组空间大小 **/
        if ($this->size <= $this->capacity / 4 && $this->capacity % 2 == 0) {
            $this->resize(0.5);
        }
        return $e;
    }
    /**
     * 删除数组首个元素，返回删除元素的值
     */
    public function removeFirst() {
        return $this->remove(0);
    }
    /**
     * 删除数组首个元素，返回删除元素的值
     */
    public function removeLast() {
        return $this->remove($this->size - 1);
    }
    /**
     * 删除数组中特定元素
     * @param $e
     */
    public function removeElement($e) {
        for ($i = 0; $i < $this->size; $i++) {
            if ($this->data[$i] == $e) {
                $this->remove($i);
                $this->removeElement($e);
                break;
            }
        }
    }
    /**
     * 数组扩容，如果其余语言，如JAVA这里须要从新开辟空间
     * @param $factor
     */
    protected function resize($factor) {
        $this->capacity = $factor * $this->capacity;
    }
    /**
     * 将数组转化为字符串
     * @return string
     */
    public function toString(): string {
        $str = "[";
        for ($i = 0; $i < $this->size; $i++) {
            $value_str = is_numeric($this->data[$i]) ? $this->data[$i] : "'{$this->data[$i]}'";
            $str       .= $i . " => " . $value_str . ",";
        }
        $str = trim($str, ",");
        $str .= "]";
        return $str;
    }
}

Tips：这是一个封装好的数组类，可用于数组的插入、删除、查找。

2.QueueStruct 类

这里是一个 队列 类，它的继承了数组类的方法，经过数组的增删查封装的一个 队列 类，实现了 入队(enqueue)、出队(dequeue)、查看队首(getFront) ：

<?php
require 'ArrayStruct.php';
require 'Queue.php';
class QueueStruct implements Queue
{
    protected $array = null;
    public function __construct(int $capacity = 0) {
        $this->array = new ArrayStruct($capacity);
    }
    /**
     * 入队
     * @param $e
     * @throws Exception
     */
    public function enqueue($e): void {
        $this->array->addLast($e);
    }
    /**
     * 出队
     */
    public function dequeue() {
        return $this->array->removeFirst();
    }
    /**
     * 获取队前元素
     */
    public function getFront() {
        return $this->array->getFirst();
    }
    /**
     * 获取队列大小
     * @return int
     */
    public function getSize(): int {
        return $this->array->getSize();
    }
    /**
     * 判断队列是否为空
     * @return bool
     */
    public function isEmpty(): bool {
        return $this->array->isEmpty();
    }
    /**
     * 打印队列内容
     * @return bool
     */
    public function toString(): string {
        return $this->array->toString();
    }
}

3.interface Queue

这里是 队列 类一个实现接口，里面定义了一些函数，这样 QueueStrcut 继承它以后，必须重构里面的全部方法：

<?php
interface Queue
{
    public function enqueue($e): void;//入队
    public function dequeue();//出队
    public function getFront();//获取前端元素
    public function getSize();//获取队列大小
    public function isEmpty();//判断队列是否为空
}

4.output_queue.php

这是一个调用和打印输出结果的展现文件：

<?php
require 'QueueStruct.php';
$queue = new QueueStruct();
$queue->enqueue("rr");
$queue->enqueue("tt");
$queue->enqueue("yy");
$queue->enqueue("uu");
$queue->enqueue("ii");
$queue->enqueue("oo");
echo $queue->toString(); //打印 [0 => 'rr',1 => 'tt',2 => 'yy',3 => 'uu',4 => 'ii',5 => 'oo']
echo "<br>";
echo $queue->dequeue();  //出队 打印  rr
echo "<br>";
echo $queue->dequeue();  //出队 打印  tt
echo "<br>";

代码仓库 ：https://gitee.com/love-for-po...

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